Usinagem de Impulsores de Precisão para a Indústria Aeroespacial

Impulsores de precisão para a indústria aeroespacial são componentes rotativos usados em motores, bombas ou sistemas de turbinas, principalmente em motores de aeronaves, propulsores de foguetes ou sistemas de propulsão de satélites. Esses impulsores possuem formas complexas (geralmente estruturas integrais de paredes finas) e são feitos de materiais resistentes a altas temperaturas e alta resistência (como ligas de titânio e superligas de níquel), com requisitos de precisão de usinagem extremamente altos (tolerância de ±0,01-0,05 mm, rugosidade superficial Ra≤0,4μm) para garantir o desempenho aerodinâmico e a durabilidade em altas velocidades (>10.000 rpm).
 

1. Características dos Materiais

Os impulsores aeroespaciais geralmente usam ligas de alto desempenho para garantir a confiabilidade em ambientes de alta temperatura, alta pressão e corrosivos:

• Liga de titânio (Ti-6Al-4V): Leve, de alta resistência e resistente à corrosão, adequada para impulsores de turbinas.
• Superliga de níquel (Inconel 718): Resistente a altas temperaturas (>1000°C), resistente à oxidação, adequada para impulsores integrais de motores.
• Outros: Ligas de alumínio ou materiais compósitos cerâmicos, usados para aplicações específicas de carga leve.

2. Métodos de Usinagem

A usinagem de impulsores de precisão enfatiza alta precisão, ligação multieixo e combinação de usinagem não tradicional para obter formas geométricas complexas (como superfícies curvas de lâminas, cavidades internas de paredes finas). Os métodos comuns incluem:

• Usinagem CNC de 5 eixos: Usando máquinas-ferramentas de ligação de 5 eixos (como DMG Mori ou Mazak), adequadas para lâminas de superfície complexa. Desafio: grandes forças de corte causam vibração, solução: ferramentas de alta rigidez e software CAM para otimizar o caminho. O tempo de usinagem pode ser reduzido em 30-50%.
• Usinagem eletroquímica (ECM): Sem contato com a ferramenta, usinagem não térmica, adequada para estruturas de paredes finas de ligas resistentes a altas temperaturas. Alta qualidade de superfície (Ra<0,2μm), sem tensão residual, especialmente adequada para geometrias complexas aeroespaciais.
• Sistema de fabricação flexível (FMS): Integra várias máquinas CNC para realizar a produção automatizada em lote de impulsores integrais, com controle de precisão de ±0,02 mm.
• Outros: Fundição de precisão + pós-usinagem (como fundição por cera perdida), ou usinagem a laser para ondulações de canto r finas. Impulsores centrífugos integrais de paredes finas podem usar um método patenteado: primeiro usinar grosseiramente a cavidade interna e, em seguida, usinar finamente as lâminas para garantir que as lâminas ultrafinas (espessura <1 mm) não se deformem.